CN103334465B - 一种液压挖掘机装车作业转速自适应系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压挖掘机装车作业转速自适应系统，包括左泵(1)、右泵(2)、动臂油缸(8)、回转马达(7)、主控制阀(3)、先导油泵(11)、发动机、转速传感器、控制器、动臂提升先导压力开关和电磁比例减压阀(10)，先导油泵、左泵以及右泵串联供油，左泵和右泵通过主控制阀分别与动臂油缸和回转马达连接；先导油泵通过电磁比例减压阀与液控换向阀连接；转速传感器设置在发动机上；控制器分别与电磁比例减压阀和动臂提升先导压力开关连接。本发明在不改变主控制阀内部构造的情况下，通过外加其它简单部件来实现挖掘机处于不同转速工作时均拥有最佳的装车作业性能，具有构造简单，成本投入低的优点。

Description

一种液压挖掘机装车作业转速自适应系统

技术领域

本发明涉及一种液压挖掘机装车作业，具体是一种当液压挖掘机处于不同转速工作时均拥有最佳装车作业性能的液压挖掘机装车作业转速自适应系统。

背景技术

挖掘机的装车作业主要指的是动臂提升和回转动作同时进行，作为经常使用的作业工况之一，其性能的好坏一定程度上反映了整机性能的水平。

目前，大多数挖掘机中的动臂提升和回转动作采用串联双泵供油，其中回转动作由右泵供油，动臂提升由右泵和左泵同时供油，此时，装车作业性能的好坏即为右泵流量在回转马达和动臂油缸的流量分配比例协调问题；由于动臂提升负载较大，回转动作负载较小，若不增加流量分配限制，会导致右泵大部分油液流入到回转马达，使得在上述复合动作时动臂提升较慢，回转速度较快，装车作业性能差。

如图2所示，为了改善装车作业效果，厂家一般在主控制阀中回转动作前增加液控换向阀或节流孔；装车作业动作时，右泵的油液流经该液控换向阀或节流孔，通过增加回转马达的主压力，减少去往回转马达的油液量，增加去往动臂油缸的油液，对从右泵中流出的油液进行一定的分配，避免右泵大部分油液流入到回转马达的情况发生。但由于该液控换向阀以及节流孔的面积为恒定值，当发动机转速变化时，右泵流量会随之发生变化，使得通过液控换向阀或节流孔的流量也会发生变化；而液控换向阀或节流孔的流量变化时会使其两端的压力差发生变化，即去往回转马达的压力发生变化，使右泵分配到动臂油缸和回转马达的油液流量发生变化，导致装车作业动作性能变差。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种液压挖掘机装车作业转速自适应系统，能够确保液压挖掘机处于不同转速工作时仍拥有较好的装车作业性能。

为了实现上述目的，本发明一种液压挖掘机装车作业转速自适应系统，包括左泵、右泵、动臂油缸、回转马达、主控制阀和先导油泵，先导油泵、左泵以及右泵串联供油，主控制阀包括动臂I阀芯、动臂II阀芯、液控换向阀和回转动作阀芯，左泵通过动臂I阀芯与动臂油缸连接；右泵通过动臂II阀芯与动臂油缸连接，并依次通过液控换向阀和回转动作阀芯与回转马达连接，还包括发动机、转速传感器、控制器、动臂提升先导压力开关和电磁比例减压阀；所述的先导油泵通过电磁比例减压阀与液控换向阀连接；所述的转速传感器设置在发动机上，并与控制器连接；所述的控制器分别与电磁比例减压阀和动臂提升先导压力开关连接。

进一步，还可包括报警器，所述的报警器与控制器连接。

进一步，还可包括继电器和LED灯，所述的LED灯通过继电器与控制器连接。

与现有控制方式相比，本发明通过增设发动机、转速传感器、控制器、动臂提升先导压力开关和电磁比例减压阀，利用转速传感器采集发动机的转速信号，并将其转换为电流信号来控制电磁比例减压阀的输出压力，实现对液控换向阀阀芯位移的调节，实现了对节流孔的面积实时调整，当发动机处于不同转速时，动臂提升和回转动作能够达到最佳复合操作的效果，即使得挖掘机处于不同转速工作时均拥有最佳的装车作业性能。此外，本发明在不改变主控制阀内部构造的情况下，通过外加其它简单部件和控制程序的改变实现上述功能的，还具有构造简单，成本投入低的优点。

附图说明

图1为本发明的控制原理示意图；

图2为传统方式的控制原理示意图；

图3为本发明改进后的电原理框图。

图中：1、左泵，2、右泵，3、主控制阀，4、动臂II阀芯，5、液控换向阀，6、回转动作阀芯，7、回转马达，8、动臂油缸，9、动臂I阀芯，10、电磁比例减压阀，11、先导油泵。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本液压挖掘机装车作业转速自适应系统，包括左泵1、右泵2、动臂油缸8、回转马达7、主控制阀3、先导油泵11、发动机、转速传感器、控制器、动臂提升先导压力开关和电磁比例减压阀10，先导油泵11、左泵1以及右泵2串联供油，主控制阀3包括动臂I阀芯9、动臂II阀芯4、液控换向阀5和回转动作阀芯6，左泵2通过动臂I阀芯9与动臂油缸8连接；右泵2通过动臂II阀芯4与动臂油缸8连接，并依次通过液控换向阀5和回转动作阀芯6与回转马达7连接；所述的先导油泵11通过电磁比例减压阀10与液控换向阀5连接；所述的转速传感器设置在发动机上，并与控制器连接；所述的控制器分别与电磁比例减压阀10和动臂提升先导压力开关连接。

如图1所示，左泵1通过动臂I阀芯9给动臂油缸8供油；右泵2通过动臂II阀芯4给动臂油缸8大腔供油，同时通过回转动作阀芯6给回转马达7供油。首先，通过试验的方法确定在发动机转速最高时的最佳装车高度，即确定动臂提升优先于回转动作的最佳节流孔的面积，设该面积为A；在发动机正常使用最低转速时的最佳装车高度，即确定此时最佳节流孔的面积，设其为B；在上述两种转速范围之内每隔50r/min的时候，在发动机不同使用低转速时的最佳装车高度时，确定对应的不同的最佳节流孔的面积值。

当动臂提升和回转复合动作进行装车作业时，动臂提升先导压力开关开启，控制器得到信号，同时将转速传感器采集的发动机转速信号转换为电流信号输出到电磁比例减压阀10。当发动机转速最高时，控制器输出电流为最大，此时电磁比例减压阀10的输出压力为零，控制节流孔的面积为A；发动机转速正常使用最低转速时时，控制器输出电流为另一定值，此时比例电磁阀的输出压力为3.9MPa，控制节流孔的面积为B；而对应发动机转速在上述两个转速范围之内时，输出电流为线性变化，从而使液控换向阀5中节流孔的面积能够随之线性变化，进而使得左泵1和右泵2的流量在动臂油缸8和回转马达7内实现最佳分配。

当回转动作和其他动作复合动作时，动臂提升先导压力开关处于关闭状态，控制器未采集到此信号，故此液控换向阀5处于不节流的工作状态，可以保证回转速度的正常。

综上所述，本发明通过采集发动机转速信号，经过主控制器处理为电流信号输出，到达电磁比例减压阀的输入端，调节电磁比例减压阀的输出压力，从而控制液控换向阀5的位移，实现调整节流孔的开口面积，达到在发动机不同转速时调节上述节流孔面积，使左泵和右泵的流量在动臂油缸8和回转马达7内实现最佳分配，进而使装车作业性能一直处于最佳状态。

作为本发明的进一步改进，如图3所示，该系统还可包括用于告知操作者挖掘机工作状态的报警器，所述的报警器与控制器连接；可根据发动机转速的不同，通过控制器控制报警器发出不同的报警，及时告知操作者，方便其及时了解发动机的工作状态。

作为本发明的进一步改进，如图3所示，该系统还可包括继电器和LED灯，所述的LED灯通过继电器与控制器连接；控制器可根据接收到的转速信号控制继电器的接通时间，进而控制LED灯的发光时间，方便用户通过观看LED灯的亮灭及亮着的时间来获知发动机的工作状态，避免出现因未听到报警声而不知发动机工作状态的情况，同时也方便他人远距离获知其工作状态，进而方便其及时采取相应措施。

Claims (3)

1.一种液压挖掘机装车作业转速自适应系统，包括左泵(1)、右泵(2)、动臂油缸(8)、回转马达(7)、主控制阀(3)和先导油泵(11)，先导油泵(11)、左泵(1)以及右泵(2)串联供油，主控制阀(3)包括动臂I阀芯(9)、动臂Ⅱ阀芯(4)、液控换向阀(5)和回转动作阀芯(6)，左泵(1)通过动臂I阀芯(9)与动臂油缸(8)连接；右泵(2)通过动臂Ⅱ阀芯(4)与动臂油缸(8)连接，并依次通过液控换向阀(5)和回转动作阀芯(6)与回转马达(7)连接，其特征在于，还包括发动机、转速传感器、控制器、动臂提升先导压力开关和电磁比例减压阀(10)；所述的先导油泵(11)通过电磁比例减压阀(10)与液控换向阀(5)连接；所述的转速传感器设置在发动机上，并与控制器连接；所述的控制器分别与电磁比例减压阀(10)和动臂提升先导压力开关连接。

2.根据权利要求1所述的一种液压挖掘机装车作业转速自适应系统，其特征在于，还包括报警器，所述的报警器与控制器连接。

3.根据权利要求1所述的一种液压挖掘机装车作业转速自适应系统，其特征在于，还包括继电器和LED灯，所述的LED灯通过继电器与控制器连接。